• Title/Summary/Keyword: 개방 경계조건

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An Evaluation on Water Quality Variations according to Weir Operation using Multi-dimensional Public Domain Models (다차원 수리·수질모형을 통한 하천의 이상상황 대응 모의)

  • Kim, Sung Hoon;Lee, Sang-Wook;Kim, Yeon-su;Noh, Joonwoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.102-102
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    • 2017
  • 갈수시 하천의 수질문제는 다양한 요인에 의해 발생하고 제어된다. 수질 그 자체는 상류나 지류의 점오염원과 비점오염원의 증가 또는 예상치 못한 추가적인 오염원의 유출에 직접 영향을 받으며, 조류 등의 발생도 영향인자인 수온 및 일사량 또는 바람에 의존적이다. 최근 수년간은 특히 빈번한 가뭄조건의 발생으로 인하여 갈수기의 강우 및 유출량이 저조하여 상대적으로 하천의 조류발생이 다수 발견되고 보고된 바 있다. 이와 같은 수질의 이상상태를 일시적으로라도 제어하기 위한 방편으로 유량의 증가, 인위적인 하천 수위의 변동 및 유속 변동 등이 고려될 수 있으며, 이를 위해서는 상류의 댐과 하천의 다기능보 등의 조절을 탄력적으로 수행하여야 한다. 이와 같은 시설물 운영효과는 수질문제의 원인을 근본적으로 해결하는 것은 아니지만, 이의 일시적인 효과를 극대화하기 위해서는 기존의 수리 수질 모델링이 이상 수질 발생시의 방제 및 사후분석 등을 중심으로 이루어진 부분을 넘어서, 사전 설정된 조건에 의한 예측모의와 가이드라인의 연계방식이 효과적일 것이다. 본 연구는 수질 이상이 빈번히 발생되었던 낙동강의 칠곡 하류 하천을 중심으로 2차원 CE-QUAL-W2 모형과 EFDC모형을 병행 모의하여 다기능보 인근의 표층과 저층의 수온(밀도) 성층화 및 이의 해소와 관련된 수리모의 및 수질인자에 대한 영향을 분석하였다. 수리모형 구축의 적정성은 현장의 실측 수온과 모의결과 비교를 통해 확인하였으며, 구축된 수리 수질 모델을 이용하여 추가방류량 3~23백만$m^3$ 규모에서 발생하는 수리적인 수층혼합 현상과 일시적으로 저감가능한 수질개선 효과가 의미있는 수준으로 나타날 수 있음을 예측하였다. 또한, 다기능보의 수문방류 모의시에 개방조건을 0.3~3.5m로 달리하여 방류기간 중 총방류량이 유사하더라도 최대방류량 또는 유속이 충분치 않은 경우에는 혼합효과가 급격히 감소함을 알 수 있었다. 연구에서 밝혀진 조건들을 향후 보다 효과적으로 수치모의하기 위한 방안으로서 EFDC모형의 내부경계조건을 다기능보의 문비조건(RSG, Lift 등)에 맞게 조정하는 방법을 제안하고 그 적용성을 검토한 뒤 모형을 부분 수정하여 제시하였다.

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Simulation of mixing process and influence zone of the fresh water for the inner Saemankeum reservoir and outer region regarding seawater bypassing (해수소통이 전제된 새만금호 내부의 혼합확산거동과 외해역의 영향범위 모의)

  • Suh Seung Won;Mok In Kyun;Kim Jun Ho;Yu Kyung Sun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.543-547
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    • 2005
  • 해수소통을 전제한 경우 새만금호 내측의 염분변화가 만경강의 평수량 및 홍수량 유입에 따라 혼합확산되는 것을 평가하고 배수갑문 방류시 담수가 외해에 미치는 영향범위를 평가하기 위한 수치모형실험이 실시되었다. 이때 새만금호 내부의 관리수위는 DL=-1.5m, DL=-0.5m, DL=-0.0m, DL=+0.5m가 고려되었다. 외해역의 평가는 새만금을 포함한 전체해역에 대해 외해경계에서 4개의 주요분조($M_2,S_2,K_1,O_1$)의 진폭과 위상각을 대입하고 2차원 ADCIRC 및 3차원 TIDE3D 모형을 적용하였다. 내부는 여기에 3개 연직층을 고려한 3차원 ICM 모델이 추가 적용되었다. 내부의 혼합확산 평가 결과는 시간이 지남에 따라 외해에서 유입되는 염수가 상대적으로 저염인 담수호 내부로 유입 확산되는 것이 평면적으로나 연직방향으로 변화되는 것을 매우 뚜렷하게 나타남을 알 수 있고, 최소 1개월 이상 경과되어야 만경호측에 외해수가 혼합되는 것으로 분석된다. 수문을 개방하지 않은 상태에서 새만금 방조제 외해의 최강창낙조시 조류속도는 0.5-0.6m/s 정도에 해당되는 것으로 분석되었다. 신시갑문을 개방하는 경우 관리수위가 DL=-1.5m와 DL=+0.5m로 변함에 따라 갑문 전면 10Km-l3Km에 이르는 해역까지 수문개방에 따라 0.5m/s의 유속이 형성된다. 가력갑문을 개방하는 경우는 신시갑문의 개방에 따른 영향보다는 작지만 갑문 전면 14Km까지 0.5m/s의 강한 유동이 관리수위별로 나타나고 있다. 이러한 결과는 담수 방류로 인한 영향이 주기적으로 낙조시에 발생되어 새만금 방조제 전면의 해수순환과 유동에 적지 않은 영향을 미칠 개연성을 제시하는 것으로 해석된다.$\cdot$유출에 의한 수질변화양상을 단계적으로 구분하여 수질변화에 중요한 영향을 미치는 인자에 대한 이론적인 분석을 수행하고, 배수갑문 개방에 의한 수질개선효과를 최대화하기 위한 환경관리 방안 제시에 중점을 두어 수행하였다.ncy), 환경성(environmental feasibility) 등을 정성적으로(qualitatively) 파악하여 실현가능한 대안을 선정하였다. 이렇게 선정된 대안들은 중유역별로 검토하여 효과가 있을 것으로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심

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Stop-start wave condition에서 연속류 모델의 개발 -단속연속류 모델에 유한한 가속도를 도입하는 방법-

  • 박지영;박창호
    • Proceedings of the KOR-KST Conference
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    • 1998.10b
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    • pp.295-295
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    • 1998
  • 고속도로에서 교통류의 특성에 파악하여 교통류의 특성을 파악하여 동적행태로 교통상황을 분석하고 효과적인 제어전략, 시뮬레이션, 그리고 기하구조 개선등의 효율적이고 실용적인 적용을 위해서는 교통류의 정확한 모사가 필요하다. 시공간으로 표현되는 상태방정식을 포함하는 거시적 시뮬레이션 모델에 사용되는 연속류 모델은 이러한 교통류 특성을 모사하는데 적절하다. Lighthill과 Whitham(1955), Richard(1956)에 의해 일계도함수의 형태를 가지는 단순모델이 제시된 이후 모델의 결점을 보완하기 위해 많은 고계도 모델이 제시되었지만 고계도 모델이 가진 이론적인 결점에 대해서는 여러 연구들이 제시되어 있다. 또한 고계도 모델은 운동량 방정식의 유도, 정산, 구현의 어려움으로 널리 사용되기 힘들다는 단점을 가지고 있다. 만일 적절히 구현할 수 있다면 적용이 간단한 단순모델로도 보다 정확한 교통류 상황 모사가 가능하다. Ansorge는 혼잡교통류상황을 보다 정확하게 모사하기 위해 단순모델에 엔트로피 조건을 결합시킨 모델을 제시했다. Bui는 이 제안된 모델이 적절한 시뮬레이션 결과를 나타낸다는 것을 밝혔다. 그러나 이 모델은 차량의 재가속이 이루어지는 교통상황-stop-start wave의 경우 비현실적인 값을 가진다. 엔트로피조건에 의해 구해진 해는 실제보다 과다한 교통량을 추정하게 되는데 이런 결과는 위와 같은 교통상황에서 중요한 요소로 작용하는 가속효과가 무시되고 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 stop-start wave 조건에서 가속도에 경계치를 부여하여 교통류율을 상한경계조건을 제시함으로써 교통상황에 맞는 교통류율을 산정하는 방법에 대해 제안하고자 한다.환승이라는 특정대안변수(Specific alternative variable)를 첨가하여 그것이 수단선택에 미치는 영향을 분석한다. 또한, 대중교통의 속성을 가지고 있는 지하철과 버스를 하나의 대안으로 묶어서 효용함수를 구한 다음 다시 승용차, 택시, 대중교통을 독립된 대안으로 두고 모형을 정립하는 NESTED LOGIT모형으로 파라메타를 추정하여 대중교통의 효용에 관해 분석·비교하였다. 본 논문에 이용된 자료는 공항을 이용하는 이용객들을 대상으로 직접 설문·면접조사한 자료이며 대상 교통수단은 승용차, 택시, 지하철, 버스로 설정하였다. 결과 적응형 알고리즘이 개개인의 최단시간 경로를 제공하는 사용자 평형 경로안내전략에 비해 교통혼잡도와 정체시간의 체류정도에 따라 3%에서 10%까지 전체통행시간을 절약할 수 있다는 결론을 얻었다.출발참, 구성대외개방선면축심, 실현국제항선적함접화국내항반적전항, 형성다축심복사식항선망; 가강기장건설, 개피포동제이국제기장건설, 괄응포동개발경제발전적수요. 부화개시일은 각 5월 26일과 5월 22일이었다. 11. 6월 중순에 애벌레를 대상으로 처리한 Phenthoate EC가 96.38%의 방제가로 약효가 가장 우수하였고 3월중순 및 4월중순 월동후 암컷을 대상으로 처리한 Machine oil, Phenthoate EC 및 Trichlorfon WP는 비교적 약효가 낮았다.>$^{\circ}$E/$\leq$30$^{\circ}$NW 단열군이 연구지역 내에서 지하수 유동성이 가장 높은 단열군으로 추정된다. 이러한 사실은 3개 시추공을 대상으로 실시한 시추공 내 물리검층과 정압주입시험에서도 확인된다.. It was result

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A Tidal Model of the Arabian Gulf (아라비아만(灣)의 조석(潮汐)모델)

  • Choi, Byung Ho
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.8 no.2
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    • pp.67-76
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    • 1988
  • A fully non-linear two-dimensional model for studying basic tidal dynamics within the Arabian Gulf has been formulated. The model extends to the east as far as continental shelf edge and has a mesh resolution of 1/12 degree latitude by 1/10 degree longitude. The developed model was used to investigate the distribution of dominant $M_2$, $S_2$, $K_1$, $O_1$ and $N_2$ tides adopting the open boundary tidal information from Schwiderski's global ocean tidal model. Computed co amplitude and cophase charts were presented independently and comparison between these charts and existing Admiralty tidal charts were made. Maximum bottom stress vector during the semidiurnal period due to $M_2$ and $M_4$ tides are also presented to suggest the possible direction of sediment movement in the region.

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$M_2$ Numerical Model of the Global Ocean Tides (전지구 해양의 $M_2$조석 수치모형)

  • 서경석;최병호
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.8 no.2
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    • pp.161-173
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    • 1996
  • Two-dimensional numerical models with 1$^{\circ}$ and 1/3$^{\circ}$ resolution have been established to investigate the Ma distribution of global ocean tides. Especially, a 1/3$^{\circ}$ numerical model in this study has the most fine resolution among the existing global tidal model and it has been applied to the computation of detailed tidal distributions in the marginal seas and the shelf seas. Tidal characteristics in shallow areas could be hardly interpreted with the existing global chart due to the low resolution. The Ma tidal charts obtaind by 1$^{\circ}$ and 1/3$^{\circ}$ numerical model have been compared with the existing global maps and the altimetry-derived tidal charts. Also, the computed harmonic constants have been compared with the pelagic observations. The results obtained by 1/3$^{\circ}$ numerical model show better agreement with the existing global charts and the observed data than those obtained by 1$^{\circ}$ model. The possibility has been presented that the results obtained by 1/3$^{\circ}$ model can provide the open boundary conditions of the regional tidal numerical model.

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Experiment of Wetting and Drying for a Step by Dam-Break Flows (댐 붕괴 흐름에 의한 계단의 잠김/드러남 실험)

  • Kim, Hyung Suk;Park, Moon Hyung;Hwang, Seung Yong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.379-379
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    • 2015
  • 최근 몇 년간 기록적인 집중호우와 태풍으로 인해 홍수피해가 점점 증가하고 있다. 국내 대부분의 하천은 고수부지 또는 제방으로 정비되어있다. 국지적으로 발생되는 집중호우는 수위를 급격하게 증가시켜 하천의 고수부지 또는 제방범람을 야기한다. 집중호우로 인한 흐름이 고수부지 또는 제방을 지나면 흐름양상은 매우 복잡하게 변화한다. 그러나 급격히 증가하는 흐름에 의해 하천의 제방, 옹벽 또는 계단지형으로 형성된 고수부지 등을 지나는 흐름특성을 분석하는 것은 매우 어렵고 이러한 불연속 단면을 고려하여 예측하기는 불가능하다. 이와 같이 급변하는 흐름이 계단형 구조물을 지날 때 잠김/드러남 특성을 조사하기위해 수리 실험을 실시하였다. 수리실험은 길이 6 m, 폭 0.4 m로 제작된 직선수로에서 수행되었다. 급격히 증가하는 댐 붕괴 흐름을 재현하기위해 수로중간에 게이트를 설치하고 상류에 물을 채운 후 빠른 속도로 게이트를 개방하였다. 하류에는 수로를 따라 계단형 구조물을 설치하고 하류경계는 물이 빠져나갈 수 있게 하였다. 하류 초기수위는 첫 번째 계단보다 약간 낮게 설정하였다. 계단형 구조물과 그 주변에 파고계를 설치하여 시간에 따른 수위변화를 측정하였다. 다양한 수리조건을 적용하여 수리실험을 수행하였고 측정된 데이터를 이용하여 급변한 비정상흐름이 계단형 구조물을 지날 때 잠김/드러남 특성을 분석하였다. 차후 이 실험 결과는 하천의 제방 및 계단지형을 고려할 수 있는 고정확도 수치모형을 개발하는 검증자료로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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Enhancement of FLDWAV Model for Its Application to the Main Reach of the Han River (한강 본류에의 적용을 위한 FLDWAV 모형의 개선)

  • Jun, Kyung-Soo;Kim, Jin-Soo;Lee, Sang-Ho
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.40 no.2 s.175
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    • pp.135-146
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    • 2007
  • FLDWAV model was modified such that it can adequately simulate the effect of Jamsil and Singok submerged weirs in the main reach of the Han River. The enhanced model combines weir-type discharge equations for overflow at fixed weir and Manning equation for fluvial-type flow at the movable weir. Equations for weir overflow include those for submerged weir flow and free overflow. Gates of the movable weir may be open or closed for the simulation. In order to test the simulation capabilities, the enhanced model was applied for various flow conditions at submerged weirs. Backwater effect due to Jamsil and Singok submerged weirs were well simulated. Simulations were carried out for spring and neap tides extracted from artificial tide generated by combining $M_2\;and\;S_2$ tidal constituents. Simulation results cleared indicated that tidal effect extends further upstream as the flood discharge decreases. Low flow simulation capabilities of the enhanced model was tested. Discontinuities of water surface elevation due to the submerged weirs were successively simulated.

Numerical analysis of morphological changes by opening gates of Sejong Weir (보 개방에 의한 하도의 지형변화 과정 수치모의 분석(세종보를 중심으로))

  • Jang, Chang-Lae;Baek, Tae Hyo;Kang, Taeun;Ock, Giyoung
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.54 no.8
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    • pp.629-641
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    • 2021
  • In this study, a two-dimensional numerical model (Nays2DH) was applied to analyze the process of morphological changes in the river channel bed depending on the changes in the amount of flooding after fully opening the Sejong weir, which was constructed upstream of the Geum River. For this, numerical simulations were performed by assuming the flow conditions, such as a non-uniform flow (NF), unsteady flows (single flood event, SF), and a continuous flood event (CF). Here, in the cases of the SF and CF, the normalized hydrograph was calculated from real flood events, and then the hydrograph was reconfigured by the peak flow discharge according to the scenario, and then it was employed as the flow discharge at the upstream boundary condition. In this study, to quantitatively evaluate the morphological changes, we analyzed the time changes in the bed deformation the bed relief index (BRI), and we compared the aerial photographs of the study area and the numerical simulation results. As simulation results of the NF, when the steady flow discharge increases, the ratio of lower width to depth decreases and the speed of bar migration increases. The BRI initially increases, but the amount of change decreased with time. In addition, when the steady flow discharge increases, the BRI increased. In the case of SF, the speed of bar migration decreased with the change of the flow discharge. In terms of the morphological response to the peak flood discharge, the time lag also indicated. In other words, in the SF, the change of channel bed indicates a phase lag with respect to the hydraulic condition. In the result of numerical simulation of CF, the speed of bar migration depending on the peak flood discharges decreased exponentially despite the repeated flood occurrences. In addition, as in the result of SF, the phase lag indicated, and the speed of bar migration decreased exponentially. The BRI increased with time changes, but the rate of increase in the BRI was modest despite the continuous peak flooding. Through this study, the morphological changes based on the hydrological characteristics of the river were analyzed numerically, and the methodology suggested that a quantitative prediction for the river bed change according to the flow characteristic can be applied to the field.

An Experimental Study on Flow Distributor Performance with Single-Train Passive Safety System of SMART-ITL (SMART-ITL 1 계열 피동안전계통을 이용한 유동분사기 성능에 대한 실험연구)

  • Ryu, Sung Uk;Bae, Hwang;Yang, Jin Hwa;Jeon, Byong Guk;Yun, Eun Koo;Kim, Jaemin;Bang, Yoon Gon;Kim, Myung Joon;Yi, Sung-Jae;Park, Hyun-Sik
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.25 no.4
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    • pp.124-132
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    • 2016
  • In order to estimate the effect of flow distributors connected to an upper nozzle of CMT(Core Makeup Tank) on the thermal-hydraulic characteristics in the tank, a simplified 2 inch Small Break Loss of Coolant Accident(SBLOCA) was simulated by skipping the decay power and Passive Residual Heat Removal System(PRHRS) actuation. The CMT is a part of safety injection systems in the SMART (System Integrated Modular Advanced Reactor). Each test was performed with reliable boundary conditions. It means that the pressure distribution is provided with repeatable and reproducible behavior during SBLOCA simulations. The maximum flow rates were achieved at around 350 seconds after the initial opening of the isolation valve installed in CMT. After a short period of decreased flow rate, it attained a steady injection flow rate after about 1,250 seconds. This unstable injection period of the CMT coolant is due to the condensation of steam injected into the upper part of CMT. The steady injection flow rate was about 8.4% higher with B-type distributor than that with A-type distributor. The gravity injection during hot condition tests were in good agreement with that during cold condition tests except for the early stages.

A Numerical Study on the Flow and Heat Transfer Characteristics of Aluminum Pyramidal Truss Core Sandwich (알루미늄 피라미드 트러스 심재 샌드위치의 열유동 특성에 관한 수치해석 연구)

  • Kang, Jong-Su;Kim, Sang-Woo;Lim, Jae-Yong
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.20 no.3
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    • pp.638-644
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    • 2019
  • In this study, the fluid flow and heat transfer characteristics within sandwich panels are investigated using computational fluid dynamics. Within the sandwich panels having periodic cellular cores, air can freely move inside the core section so that the structure is able to perform multi-functional roles such as simultaneous load bearing and heat dissipation. Thus, there needs to examine the thermal and flow analysis with respect to design variables and various conditions. In this regard, ANSYS Fluent was utilized to explore the flow and heat transfer within the pyramidal truss sandwich structures by varying the truss angle and inlet velocity. Without the entry effect in the first unitcell, the constant rate of pressure and the constant rate of Nusselt number was observed. As a result, it was demonstrated that Nusselt number increases and friction factor decreases as the inlet velocity increases. Moreover, the rate of Nusselt number and friction factor was appreciable in the range of V=1-5m/s due to the transition from laminar to turbulent flow. Regarding the effect of design variable, the variation of truss angle did not significantly influence the characteristics.